基于两步法的交互式纹理映射研究

两步纹理映射方法将映射过程分解为S映射与O映射两步进行.针对两步纹理映射方法研究中复杂物体表面纹理映射时出现的变形问题,采用B样条曲面代替简单的中间映射媒介,用它近似地包裹在三维物体的外表面,将纹理通过某种方式映射到曲面上实现参数化.基于两步映射方法提出了一种交互式纹理映射的算法.该算法允许用户交互选择贴图范围,通过控制B样条曲面实现对映射效果的调整.实验结果表明,该算法可显著提高纹理映射质量,纹理贴图效果良好.     

An improved description method of the bumpy texture

Bump mapping is a texture-based rendering approach for simulating surface details to make its illumination results have three-dimensional effects. The bumpy properties of an object are determined by height maps. But in the process of generating height maps, a problem arises, i.e. to get a correct value of the pixel height, empirical data should be calculated repeatedly, which proves very complicated, and meanwhile the realistic rendering effect is reduced, because the bumpy property is exaggerated in the height map. Therefore, in this paper, we present a method for describing the details of the bumpy texture, where a new concept “bumpy map” is introduced to replace the height map. Experimental results demonstrate that the bumpy details produced by the “bumpy map” are more consistent with the original bumpy texture than by the method of height map. Supported partially by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60533030, 60825203, 60572104), National High-Tech Research & Development Program of China (Grant No.2006AA01Z317), Science and Technology Development Program of Education Commission in Beijing (Grant No. KM200710005017)     

基于LBP/C纹理分析的立体匹配算法

针对传统方法难以可靠估计图像中纹理单一区域像素点视差的问题,将纹理分析应用于立体匹配中,提出图像分块整体匹配的方法。首先用LBP/C纹理分析方法对图像纹理进行描述;然后进行基于区域生长的扩张检测,得到纹理单一图像块;最后对图像块进行整体匹配,得到纹理单一区域的稠密视差图。对国际标准图像进行测试,结果表明该算法能提高纹理单一区域稠密视差图的精度,具有实用价值。     

一种基于图像的曲面光顺算法

针对目前曲面光顺算法存在的问题,提出了一种由平滑曲面在平行光照射下图像达到光顺的思想而形成的曲面光顺算法。该算法直接平滑曲面在平行光照射下的图像,然后通过光度立体技术反求出光顺后的曲面。由于能直接平滑曲面在平行光照射下的图像,使得光顺后的曲面在基于光照模型的曲面光顺准则下具有很好的光顺性质。应用实例显示,该算法能在保持原曲面形态的基础上达到很好的光顺效果。     

Helmholtz Stereopsis: Exploiting Reciprocity for Surface Reconstruction

We present a method—termed Helmholtz stereopsis—for reconstructing the geometry of objects from a collection of images. Unlike existing methods for surface reconstruction (e.g., stereo vision, structure from motion, photometric stereopsis), Helmholtz stereopsis makes no assumptions about the nature of the bidirectional reflectance distribution functions (BRDFs) of objects. This new method of multinocular stereopsis exploits Helmholtz reciprocity by choosing pairs of light source and camera positions that guarantee that the ratio of the emitted radiance to the incident irradiance is the same for corresponding points in the two images. The method provides direct estimates of both depth and surface normals, and consequently weds the advantages of both conventional stereopsis and photometric stereopsis. Results from our implementation lend empirical support to our technique.     

基于随机纹理分析的越野环境地形识别

针对越野环境下阻碍自主车辆行驶的斜坡类危险地形特点,利用纹理分析法恢复地表面朝向信息。用径向竞争法提取能够反映随机纹理基元尺寸的信息;然后根据等尺寸纹理分布中心在像平面中位置,采用层次聚类法线性拟合地表面转角,并采用加权欧式距离和法计算梯度值,通过标定实验获知地表面倾角。实验表明,该算法能有效地测算地表面转角与倾角,测算误差与人类视觉估计误差相近,且受光照影响小。     

基于弹簧-质点模型的不规则曲面纹理映射

针对三角网格表示的不规则曲面的纹理映射问题,提出一种基于弹簧-质点模型的简单、高效、失真小的纹理映射算法。结合调和映射的参数化方法以及弹簧-质点模型的复杂平面展开方法,保持拓扑关系地将三维曲面投影于平面内;通过建立三角网格表示的投影面的弹簧-质点模型,将不规则曲面参数化于给定大小的矩形域;利用参数化的结果计算不规则曲面各顶点的纹理坐标,进行纹理贴图。实验结果表明,该算法能够实现纹理高效、均匀、变形小地映射于任意不规则曲面上。     

基于OSG的规则多面体重构和纹理映射技术

对物体进行纹理贴图的主要方法是将纹理坐标同物体表面顶点坐标建立关联,但是在建模软件之外由于没有物体的顶点坐标信息,要实现纹理映射相当困难.在OSG的基础上,采用重构规则物体表面的方法实现了物体的按面纹理映射,并得到了预期的效果.     

Three-dimensional surface mapping simulator: theory,capabilities and operation

The design of a software system is described which simulates active three-dimensional (3D) optical mensuration by a/lowing user input of the coefficients of an arbitrary-dimension 3D polynomial surface, geometrical parameters relating the relative orientations of the active (projector) and passive cameras, and the pattern (s) to be projected by the active camera. Outputs are the resulting passive image and corresponding surface map. This simulator provides a useful tool for exploring the theoretical, conceptual and practical bases underlying active stereo vision, and allows simple stereo-vision experiments without a large investment in camera, computer and optical hardware.     

一种局部曲面纹理合成的改进方法

在局部纹理映射加速曲面纹理合成的算法的基础上,提出通过方向经验模型分解算法对其进行改进.方向经验模型分解算法利用纹理固有方向,在局部纹理的合成区和映射区实现了无缝接的纹理合成。实验结果表明,该算法合成质量高、算法简单、运行快速,能够达到令人满意的合成效果。     

一种基于纹理分析的视频车辆测速方法

基于虚拟线圈的工作原理,将纹理分析技术应用到车辆的视频测速中,采用了基于像素灰度跳变的纹理描绘子作为图像特征和动态阈值做阈值决策的车辆检测算法,提出了一种产生视频触发信号的方法。给出了纹理描绘子和阈值更新的具体算法。经实验,取得了较好效果。     

基于纹理周期性分析的织物疵点检测方法

根据织物图像纹理自身特点,从图像纹理的周期性这个重要的视觉特征入手,提出了基于纹理周期性分析的织物疵点检测方法。通过对大量不同疵点图像检测实验,证明提出方法对织物疵点检测具有较好的有效性和可靠性,而且具有检测的疵点种类多、实用性好的特点。     

运用局部纹理映射加速曲面纹理合成

基于样图的纹理合成方法能够在网格曲面上合成高质量纹理,但合成速度有待进一步提高,对此提出一种运用局部纹理映射加速曲面纹理合成的算法.首先以三角形法向量、切向矢量与纹理尺度为约束,将三角网格曲面分割为一系列映射区与合成区;然后用基于块的平面纹理合成方法生成大面积样图,用调和映射方法对映射区进行纹理映射;最后采用基于三角块的合成方法生成合成区纹理.实验结果表明,该算法对一般的随机性纹理与半结构性纹理具有很高的合成质量,能够控制纹理方向与尺度的变化.由于大部分三角形的纹理通过局部纹理映射得到,仅需要合成少数三角形的纹理,纹理合成过程得到大幅度地加速.     

基于纹理分析的改进型Nagao滤波器

介绍了Nagao滤波器的基本原理,针对传统Nagao滤波器滤波后图像存在伪像以及用计算机实现处理速度慢等缺点,提出了一种基于纹理分析的改进型Nagao滤波器.通过对图像进行纹理分析,得到图像纹理复杂度指标,并用该指标作为Nagao滤波器选择模板的参数.实验分析表明,该方法可以很好地克服传统Nagao滤波器的不足,在进行图像自适应滤波时取得了比较好的效果,非常适合于对计算机处理速度要求比较高的应用.     

基于二维纹理映射的镜面反射加速绘制

针对物体表面镜面反射现象的绘制,提出了一种新的基于二维纹理映射技术的加速算法。将具有镜面反射表达式的Phong模型分解成多个简单的数学函数,预先离散采样计算后作为纹理对象传给显卡。使用OpenGL多重纹理技术,将每个纹理对象放入相应的纹理单元,分别设置其组合函数,将多个纹理的运算组合起来。将三角片顶点坐标及多组纹理坐标传入,从而实现了物体镜面反射现象的实时绘制。实验结果表明,该算法大大提高了绘制的性能。     

三维表面纹理高度重建中的光线不均校正

因三维表面纹理能比二维纹理更好地表现物体的纹理信息,而且随场景光照及视角的变化而变化,所以被广泛用于虚拟现实以及计算机游戏等技术之中。Photometric Stereo作为一种有效的获取三维表面纹理信息的技术而被人们所广泛关注。均匀的光照条件是Photometric Stereo捕获和重建三维表面纹理成功的关键条件。在现实应用中,不均匀光照会导致三维表面纹理在捕获和重建过程中发生失真和畸变。针对这种失真和畸变进行了研究,并提出了一种解决此类问题的方法。实验结果表明,该方法简单可行,有效。     

一种改进的基于CUDA的纹理映射和光线投射结合的体绘制算法

针对传统的基于GPU的光线投射算法绘制效率较低的问题,利用CUDA架构的并行计算特性和对三维纹理的处理能力进行改进和优化.将体数据映射为三维纹理,利用CUDA三维数组进行存储与绑定,纹理拾取的浮点返回值利用线性滤波进行平滑.在传输函数的设计中引入中心差分梯度幅值增强对体数据边界面的绘制效果.每条光线的求交及颜色积累采用并行计算,按照由前向后进行颜色及不透明度累积.设置不透明度阈值,采用不透明度提前终止加速绘制.实验结果表明,绘制速度较传统的基于GPU算法有10％的速度提升,绘制效果也有很大的改善.     

Method of direct texture synthesis on arbitrary surfaces

A direct texture synthesis method on arbitrary surfaces is proposed in this paper. The idea is to recursively map triangles on surface to texture space until the surface is completely mapped. First, the surface is simplified and a tangential vector field is created over the simplified mesh. Then, mapping process searches for the most optimal texture coordinates in texture sample for each triangle, and the textures of neighboring triangles are blended on the mesh. All synthesized texture triangles are compressed to an atlas. Finally, the simplified mesh is subdivided to approach the initial surface. The algorithm has several advantages over former methods: it synthesizes texture on surface without local parameterization; it does not need partitioning surface to patches; and it does not need a particular texture sample. The results demonstrate that the new algorithm is applicable to a wide variety of texture samples and any triangulated surfaces.     

一种基于面积比不变性约束的曲面纹理算法

文中运用两步映射原理解决了曲面的参数化问题,改进了一种采用面积比不变性约束的球冠映射算法,消除了采用传统的整球面和半球面参数化方法向中间曲面作映射所带来的纹理变形问题,进而较好地实现了由非参数化面片拼接成的曲面表面的纹理映射。     

基于纹理映射和粒子系统的三维喷泉实时模拟

将纹理映射和粒子系统理论相结合,给出一种基于粒子系统的喷泉系统模型,同时分析模型中粒子的属性及其变化,加入风力和阻力等粒子属性,绘制三维喷泉系统,实现粒子在复杂受力情况下的实时动态模拟.实验结果表明,该方法不仅有效地保证了图像的真实感,而且提高了系统的灵活性和实时性.